第一章 化工设备机械基础-2.pptVIP

化工设备机械基础 3. 硬度 定义：材料抵抗其它更硬物压入表面的能力 根据压头和压力的不同，常用的硬度指标可分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 3.1 布氏硬度HB（始于1900年，历史悠久） 试验中，如果材料布氏硬度小于450，采用钢球压头，用HBS表示；如果材料布氏硬度大于450且小于650，则采用硬质合金球压头，布氏硬度用HBW表示。如果硬度大于650 HBW，测量结果不准确，需改用洛氏硬度。 布氏硬度的特点 硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料弹性、强度、塑性和韧性等的一个综合性能指标。 一般来说，硬度高强度也高，耐磨性较好。大部分金属硬度与强度之间有一定的关系，因而可用硬度近似地估计拉伸强度： 对于碳钢：当HBS小于等于140时， 对于碳钢及低合金钢， 3.2 洛氏硬度HR （始于1919年） 3.3 维氏硬度HV （始于1925年） 原理类似于布氏硬度，而压头为锥面夹角为136o的四方角锥体，由金刚石制成； 4. 韧性 定义：表示材料弹塑性变形为断裂全过程吸收能 量的能力，也就是材料抵抗裂纹扩展的能力。 4.1 冲击韧性 缺口形状 试样的缺口应背向摆锤刀口； 缺口形状：梅氏、夏氏； 4.2 缺口敏感性 定义：指在带有一定应力集中的缺口条件下，并且在静载荷作用条件下，抵抗裂纹扩展的能力。 化学性能 耐腐蚀性 金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀的抵抗能力叫做耐腐蚀性。 2、抗氧化性 在现代工业生产中的许多高温化工设备，在高温工作条件下，不仅有自由氧的氧化腐蚀过程，还有其他气体介质如水蒸气，CO2、SO2等的氧化腐蚀作用，因此锅炉给水中的含氧量和其他介质中的硫及其他杂质的含量对钢的氧化是有一定影响的。 加工工艺性能 金属和合金的工艺性能是指铸造性、可锻性、可 焊性、切削加工性、热处理性能等直接影响化工 设备和零部件的制造工艺方法，也是选择材料时 必须考虑的因素。 良好的冷加工性能（冷卷、冷冲压、冷锻、冷挤压及机械切削） 良好的热加工性能（热卷、热冲压、铸造、热锻、焊接及热处理） 金属材料的分类及牌号 二、钢铁牌号及表示方法（GB/T221-2000） 2、（低）合金（高强度）钢 3、特殊性能钢 主要指不锈耐酸钢 铬不锈钢，如1Cr13 铬镍不锈钢，如0Cr18Ni9 节镍不锈钢 碳钢与铸铁 碳钢和铸铁都是由95%以上的铁和0.05-4%的碳及1%左右的杂质元素组成的，因此又称为“铁碳合金”； 实际上，金属强度远远低于由金属离子键能计算出来的理论强度，为什么？ 晶界处的机械性能比晶粒差，为什么？ 同素异构转变是固态铁原子重新排列的过程，也是一种结晶过程； 居里温度：金属由有磁性变为无磁性的温度。 1 . 碳溶解在铁的晶格中形成固溶体 对碳钢性能有利的元素 退火与正火 特种钢、有色金属、非金属材料 低合金钢 如15MnTi 锅炉钢 如20g 容器钢 如20R 不锈耐酸钢：如0Cr13、1Cr18Ni9 耐热钢 如Cr25Ti、12CrMo 耐低温钢 如15Mn26Al4 铝及其合金：其钝化性可用来制造浓硫酸设备； 铜及其合金：纯铜、黄铜、青铜、紫铜； 铅及其合金 钛及其合金：还可用于航空与医疗 热塑性材料与热固性材料 PVC PE：HDPE、LDPE PMMA PTFE 化工设备腐蚀与防腐 据报道，由于腐蚀每年报废的金属设备与材料约相当于金属年产量的三分之一； 钢材价格日益上扬：目前Q235A的价格为3700元/吨。 在化学工业中，由于设备腐蚀而造成的生产事故也时有发生。 1 . 根据重量变化来评定金属的腐蚀 金属与介质之间单纯由化学变化所引起的腐蚀 无电流产生 。 钝化作用 活化作用 2.1.1 金属的高温氧化及脱碳 两种相互接触的不同金属浸在腐蚀介质中，由于存在电位差，其中电位较低的金属往往会受到腐蚀； 防止办法：可将处于腐蚀介质中的不同金属连接用绝缘材料隔开。 金属在固定拉应力和特定介质的共同作用下所引起的破裂; 这里所说的拉应力,其来源可以是残余内应力、也可以是构件在使用过程中所承受的各种应力； 压应力不会产生应力腐蚀； 使材料发生应力腐蚀的介质不是一般的介质，而是特定的介质。 金属部件在介质中，如若金属与金属或金属与非金属之间存在特别小的缝隙，使缝隙内的介质处于滞留状态，从而引起缝内金属的加速腐蚀。 几乎所有的金属和合金都会产生缝隙腐蚀，只是对腐蚀的敏感性有所不同，不锈钢的敏感性比碳钢高； 几乎所有的介质都可能产生缝隙腐蚀，其中以充气的含活性阴离子 如氯离子 的中性介质最易发生; 应尽量避免形成缝隙,采用焊接比螺栓连接好； 罐体不要直接置于多孔性基底上，应加支架或支座； 设计的容器要能使液体能完全排净； 避免锐角和静滞区。 法兰连接垫片尽可能是不吸